油井憋压操作保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型实施例提供了一种油井憋压操作保护装置，该装置包括：压力传感器，在进行憋压操作时检测回压管线的压力值；第一比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，在压力值达到预设报警值时，输出触发报警器进行报警的信号；第二比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在压力值达到预设安全耐压上限值时，输出触发自动阀门开启的信号；报警器在第一比较器的触发下，发出报警信号；自动阀门，安装在回压管线上，且与第二比较器连接，在第二比较器的触发下开启，对回压管线进行泄压。本实用新型实施例减少了憋压操作存在的安全隐患，保证了工作人员和设备的安全。
【专利说明】油井憋压操作保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油开采【技术领域】，特别涉及一种油井憋压操作保护装置。
【背景技术】
[0002]在SAGD(Steam Assisted Gravity Draining,蒸汽辅助重力泄油)生产中，抽油泵是其采油系统中重要的组成部分，抽油泵的工作状况直接影响SAGD油井产量。憋压操作则是采油工判断抽油泵生产状况的一项比较简单的技能，在现场运用十分广泛。
[0003]由于SAGD开发的特殊性，产出液流量大(100t/d以上)、压力高(IMPa左右)，然而地面设备(管线、阀门等)耐压能力有限，当进行憋压操作时，压力上升快(最快达到
1.0MPa/半冲)，很快便达到了地面设备的安全耐压上限，此时操作人员需立刻停抽，防止压力继续上升，进而对设备及其操作人员造成伤害。
[0004]目前，生产单位进行SAGD井憋压操作时，监视压力和操作抽油机由不同人员进行，当压力过高时，监视人员发出警告，操作抽油机人员停抽。然而，由于憋压操作过程中SA⑶压力上升快，且工作人员发出警告和停抽都需要一定的反应时间，可能导致停抽时压力过高，当压力超过井口设备的安全耐压上限时，事故就发生了。因此，当前SAGD井口憋压操作存在安全隐患。
实用新型内容
[0005]本实用新型实施例提供了一种油井憋压操作保护装置，解决了现有技术中SAGD井口憋压操作存在安全隐患的技术问题。
[0006]本实用新型实施例提供了一种憋压操作保护装置，该憋压操作保护装置包括:压力传感器，安装在井口的回压管线上，用于在进行憋压操作时，检测所述回压管线的压力值；第一比较器，与所述压力传感器连接，用于将所述压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设报警值时，输出触发报警器进行报警的信号；第二比较器，与所述压力传感器连接，用于将所述压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设安全耐压上限值时，输出触发自动阀门开启的信号，其中，所述预设安全耐压上限值大于所述预设报警值；所述报警器，与所述第一比较器连接，所述报警器用于在所述第一比较器的触发下，发出报警信号；所述自动阀门，安装在所述回压管线上，且与所述第二比较器连接，所述自动阀门用于在所述第二比较器的触发下开启，对所述回压管线进行泄压。
[0007]在一个实施例中，所述回压管线包括主回压管线和辅回压管线，所述主回压管线的侧壁上沿所述主回压管线的延伸方向开有两个孔，所述辅回压管线的两端开口分别与所述主回压管线的两个孔连通，所述自动阀门安装在所述辅回压管线上，所述油井憋压操作保护装置还包括:手动阀门，安装在连接有所述辅回压管线处的主回压管线上所述两个孔之间，所述手动阀门用于手动开启或关闭，调整回压管线的气压流量。
[0008]在一个实施例中，所述主回压管线的管径大于等于所述辅回压管线的管径。
[0009]在一个实施例中，所述压力传感器安装在所述回压管线的回压表处。
[0010]在一个实施例中，所述压力传感器是电容式压力传感器。
[0011 ] 在一个实施例中,所述自动阀门是电动偏心旋转阀门。
[0012]在一个实施例中，所述预设安全耐压上限值至少低于所述回压管线的额定耐压值0.1兆帕。
[0013]在一个实施例中，所述油井是蒸汽辅助重力泄油油井。
[0014]在本实用新型实施例中，通过压力传感器来实时检测回压管线的压力值，第一比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，第二比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设报警值时，第一比较器触发报警器发出报警信号，及时提醒工作人员停止憋压操作、记录数据，避免了由于人工报警需要反应时间而可能导致的事故发生，同时，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设安全耐压上限值时，第二比较器触发自动阀门开启，回压管线的气压畅通，实现回压管线的泄压，避免了因不能及时停止抽油泵或停止抽油泵后，回压管线的压力继续上升而导致的事故发生，从而减少了憋压操作存在的安全隐患，保证了工作人员和设备的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中:
[0016]图1是本实用新型实施例提供的一种油井憋压操作保护装置的结构框图；
[0017]图2是本实用新型实施例提供的一种油井憋压操作保护装置的具体实例图；
[0018]图3是本实用新型实施例提供的一种油井憋压操作保护装置的工作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
[0020]在本实用新型实施例中，提供了一种憋压操作保护装置，如图1所示，该憋压操作保护装置包括:
[0021]压力传感器101，安装在井口的回压管线102上，用于在进行憋压操作时，检测所述回压管线的压力值；
[0022]第一比较器103，与所述压力传感器101连接，用于将所述压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设报警值时，输出触发报警器进行报警的信号；
[0023]第二比较器104，与所述压力传感器101连接，用于将所述压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设安全耐压上限值时，输出触发自动阀门开启的信号，其中，所述预设安全耐压上限值大于所述预设报警值；
[0024]所述报警器105，与所述第一比较器103连接，所述报警器用于在所述第一比较器的触发下，发出报警信号；
[0025]所述自动阀门106，安装在所述回压管线上，且与所述第二比较器104连接，所述自动阀门用于在所述第二比较器的触发下开启，对所述回压管线进行泄压。
[0026]由图1所示可知，在本实用新型实施例中，通过压力传感器来实时检测回压管线的压力值，第一比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，第二比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设报警值时，第一比较器触发报警器发出报警信号，及时提醒工作人员停止憋压操作、记录数据，不仅减少了憋压操作所需的人力，还避免了由于人工报警需要反应时间而可能导致的事故发生，同时，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设安全耐压上限值时，第二比较器触发自动阀门开启，回压管线的气压畅通，图1中回压管线内的箭头表示气压流的流动，实现回压管线的泄压，避免了因不能及时停止抽油泵或停止抽油泵后，回压管线的压力继续上升而导致的事故发生，从而减少了憋压操作存在的安全隐患，保证了工作人员和设备的安全。
[0027]具体实施时，为了提高憋压操作保护装置的灵活应用性，在本实用新型实施例中，如图2所示，所述回压管线102包括主回压管线201和辅回压管线202，所述主回压管线的侧壁上沿所述主回压管线的延伸方向开有两个孔，所述辅回压管线的两端开口分别与所述主回压管线的两个孔连通，形成回压管线回路，主回压管线中的气压流可以从一个孔流入辅回压管线，再通过另一个孔从辅回压管线流回到主回压管线，所述自动阀门106安装在所述辅回压管线上，所述油井憋压操作保护装置还包括:手动阀门203，安装在连接有所述辅回压管线处的主回压管线上所述两个孔之间，所述手动阀门用于手动开启或关闭，调整回压管线的气压流量。例如，在油井生产过程中，所述自动阀门106关闭，可以通过开大和关小手动阀门来调整回压管线的气压流量，进而控制生产管线流量，控制生产系统压力。在油井憋压操作中，通过关闭手动阀门203，手动阀门的阀芯堵住主回压管线201的通道，关闭自动阀门106，自动阀门的阀芯堵住辅回压管线202的通道，达到憋压目的，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设安全耐压上限值时，第二比较器触发自动阀门开启，辅回压管线的气压畅通，图2中回压管线内的箭头表示气压流的流动，实现回压管线的泄压。
[0028]具体实施时，所述主回压管线的管径可以大于等于所述辅回压管线的管径。
[0029]具体实施时，所述压力传感器101安装在所述自动阀门106和井口之间的回压管线上，具体的，可以安装在回压管线的回压表处。为了提高压力传感器的检测精度、提高压变反馈速度，所述压力传感器101可以是电容式压力传感器，这种传感器具有压力测量精度高达0.0lMpa(兆帕)、压变反馈速度快、结构简单、适应性强、具有良好的动态特性、本身发热小、信号可以非接触测量等特点。
[0030]具体实施时，所述自动阀门106可以是电动偏心旋转阀门，这种自动阀门适用于高粘度、高压差、流通能力大以及要求严密封、可调范围宽的场合。
[0031]为了进一步确保工作人员和设备的安全，在本实施例中，所述预设安全耐压上限值至少低于所述回压管线的额定耐压值0.1兆帕，所述预设报警值可以根据具体工作需要设定。
[0032]具体实施时，上述憋压操作保护装置可以应用于任何存在憋压操作的采油方式中，但是对于SAGD生产的温度高、排量大、压力高等特殊性，所述油井是蒸汽辅助重力泄油油井时，不仅可以节省人力，还可以大大提高SAGD井蹩压操作的安全性。
[0033]例如，目前，生产单位进行SAGD井憋压操作时，由三名工作人员进行，员工A负责启停抽油机(或抽油泵)，员工B负责统计记录数据，员工C负责监视压力表，当压力表读数达到预定读数时，员工C发出警示，员工A在抽油机达到上死点或下死点停抽，员工B记录相应冲次，然后观察停抽一段时间内的压降情况，进而判断抽油泵状态。然而，在憋压过程中，由于SAGD井压力上升快，工作人员报警和停抽需要一定的反应时间，可能导致停抽时压力过高，当压力超过井口设备耐压能力时，事故就发生了。
[0034]通过使用上述憋压操作保护装置后，只需由两名工作人员进行憋压操作，憋压操作前，工作人员在第一比较器上设定好预设报警值，在第二比较器上设定好预设安全耐压上限值，在憋压操作过程中，当压力传感器检测到的压力值达到预设报警值时，第一比较器触发报警器发出报警信号，员工A记录当前冲次，员工B停止抽油泵，如此，不仅节省了人力，还缩短了工作人员的反应时间，增强了安全保证。当由于某些原因不能停止抽油泵或停止抽油泵后，压力继续上升，达到预设安全耐压上限值(接近设备额定耐压值)时，第二比较器触发自动阀门开启，开始泄压，保证了工作人员和设备的安全。
[0035]在本实用新型实施例中，上述油井憋压操作保护装置的工作方法可以如图3所示，该方法包括如下步骤:
[0036]步骤301:关闭所述自动阀门，启动抽油泵，进行憋压操作；
[0037]步骤302:在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设报警值时，第一比较器触发报警器发出报警信号，指示停止所述抽油泵；
[0038]步骤303:在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设安全耐压上限值时，所述第二比较器触发所述自动阀门开启，对所述回压管线进行泄压。
[0039]在具体实施的过程中，所述回压管线可以包括主回压管线和辅回压管线，所述主回压管线的侧壁上开有两个竖直排列的孔，所述辅回压管线的两端分别与所述主回压管线的两个孔连接，所述自动阀门安装在所述辅回压管线上，手动阀门安装在连接有所述辅回压管线处的主回压管线上，在油井憋压操作时，关闭所述手动阀门，关闭所述自动阀门；在油井生产时，关闭所述自动阀门，调整所述手动阀门开启或关闭来调整回压管线的气压流量。
[0040]在本实用新型实施例中，通过压力传感器来实时检测回压管线的压力值，第一比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，第二比较器将压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设报警值时，第一比较器触发报警器发出报警信号，及时提醒工作人员停止憋压操作、记录数据，不仅减少了憋压操作所需的人力，还避免了由于人工报警需要反应时间而可能导致的事故发生，同时，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到预设安全耐压上限值时，第二比较器触发自动阀门开启，回压管线的气压畅通，实现回压管线的泄压，避免了因不能及时停止抽油泵或停止抽油泵后，回压管线的压力继续上升而导致的事故发生，从而减少了憋压操作存在的安全隐患，保证了工作人员和设备的安全。
[0041] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种油井憋压操作保护装置，其特征在于，包括: 压力传感器，安装在井口的回压管线上，用于在进行憋压操作时，检测所述回压管线的压力值； 第一比较器，与所述压力传感器连接，用于将所述压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设报警值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设报警值时，输出触发报警器进行报警的信号； 第二比较器，与所述压力传感器连接，用于将所述压力传感器检测到的回压管线的压力值与预设安全耐压上限值进行比较，在所述压力传感器检测到的回压管线的压力值达到所述预设安全耐压上限值时，输出触发自动阀门开启的信号，其中，所述预设安全耐压上限值大于所述预设报警值； 所述报警器，与所述第一比较器连接，所述报警器用于在所述第一比较器的触发下，发出报警信号； 所述自动阀门，安装在所述回压管线上，且与所述第二比较器连接，所述自动阀门用于在所述第二比较器的触发下开启，对所述回压管线进行泄压。
2.如权利要求1所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述回压管线包括主回压管线和辅回压管线，所述主回压管线的侧壁上沿所述主回压管线的延伸方向开有两个孔，所述辅回压管线的两端开口分别与所述主回压管线的两个孔连通，所述自动阀门安装在所述辅回压管线上，所述油井憋压操作保护装置还包括: 手动阀门，安装在连接有所述辅回压管线处的主回压管线上所述两个孔之间，所述手动阀门用于手动开启或关闭，调整回压管线的气压流量。
3.如权利要求2所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述主回压管线的管径大于等于所述辅回压管线的管径。
4.如权利要求1所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述压力传感器安装在所述回压管线的回压表处。
5.如权利要求1所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述压力传感器是电容式压力传感器。
6.如权利要求1所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述自动阀门是电动偏心旋转阀门。
7.如权利要求1所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述预设安全耐压上限值至少低于所述回压管线的额定耐压值0.1兆帕。
8.如权利要求1至7中任一项所述油井憋压操作保护装置，其特征在于，所述油井是蒸汽辅助重力泄油油井。
【文档编号】E21B33/03GK203925384SQ201420224615
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】胡博, 郭金鹏, 孟鑫, 张博, 林军, 张洪驰, 黄稳, 商永刚, 高俊峰, 于立江, 路朋, 马骁, 范宏岩, 姜城, 冯骋, 朱善瑜 申请人:中国石油天然气股份有限公司